基于LCL-S型两接收端无线电能传输系统传输特性研究

随着WPT应用的发展,多接收WPT系统因一个发射端可以为多个接收端同时供电,近年来受到广泛关注。对LCL-S型两接收端WPT系统的功率分配进行研究,并对LCL-S谐振补偿电路的两接收端WPT系统的传输特性进行分析,提出一种双PI功率控制,实现了发射电源恒功率控制。同时,通过移相控制调节各接收端的输出功率来实现按预设比例进行功率分配。仿真实验验证了所提出的方法实现恒功率输出和按预设比例分配接收端电能的可行性和有效性。

基于瞬时功率平衡的移相整流变压器原副边电流关系研究

移相整流变压器是多重化晶闸管整流器的重要组成部分,研究其原副边的电流关系是对整流系统进行定量分析的基础。本文作者根据瞬时功率平衡概念,推导出移相整流变压器原副边电流之间的一般关系式,表明移相整流变压器原副边的电流关系只与变压器的变比和移相角相关。对曲折移相方式中几种移相角度的仿真结果验证了原副边电流关系式的正确性。最后指出这种关系不仅适用于移相整流变压器,也适用于一般电力变压器。

一种大功率厚膜混合集成DC/DC变换器设计

现有厚膜混合集成DC/DC变换器的最大输出功率仅为150 W,针对输出功率无法满足工程使用需求的问题,开展大功率厚膜混合集成DC/DC变换器技术研究。采用带次级同步整流的移相全桥拓扑结构,详细阐述了反馈控制电路、磁隔离驱动电路、同步整流控制电路等设计关键点的实现方式。研制了一款500 W厚膜混合集成DC/DC变换器试验样机,将厚膜混合集成DC/DC变换器的最大输出功率由150 W提升至500 W,最高功率密度由100 W/in^(3)提升至167 W/in^(3),试验结果验证了整体方案的可行性。

直线移相变压器整流系统二极管故障运行分析

为研究直线式移相变压器整流系统二极管故障时的运行情况,建立了基于有限元场路耦合仿真的直线式移相变压器系统模型,设计了小功率实验样机,分别对直线式移相变压器整流系统中二极管开路故障和短路故障进行仿真与实验。对二极管开路故障时系统输出电压及短路故障时各绕组的相电流进行仿真分析和实验验证,阐明了二极管开路故障和短路故障对系统造成的影响。研究结果可为二极管开路时系统带故障运行的可行性以及二极管短路时系统保护装置的设计提供了理论参考。

用于多脉波整流的直线式移相变压器

在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。

一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动。提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑。将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行。提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波。对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证。所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点。仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性。

多脉波整流技术综述

给出了多脉波整流系统的定义及分类;然后根据移相变压器的不同,系统地分析了12脉波、24脉波和36脉波整流系统的优缺点。分析了多脉波整流系统直流侧谐波抑制方法的研究现状。讨论了提高多脉波整流系统性能的方法,并分析了负载性质对这些方法的影响。对若干需要研究的问题进行了展望,特别分析了多脉波整流系统应用中的关键性问题。

过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响及抑制措施

根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑制输入电流中的非特征次谐波,提出了谐波抑制电抗器和相间电抗器相结合的12脉波整流系统,该系统结构简单、对称性好。仿真和实验结果表明了理论分析的正确性,所提多脉波整流系统可有效抑制输入电流中的非特征次谐波,减少过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响。

基于电力电子移相变压器的12脉波整流技术

为减小移相变压器的体积,提出一种基于电力电子移相变压器的12脉波整流器拓扑。在该拓扑中,工频交流电压通过电力电子变换器转换成高频电压,后经高频移相变压器进行移相后,进入两组三相二极管整流桥,从而完成整流的功能。分析电力电子移相变压器的工作原理,并给出其尺寸参数;研究高频状态下三相二极管整流桥的工作模态;推导出输入电流和负载电压的数学表达式。仿真和实验均表明,使用该技术后,变压器的体积可减小至工频的1/3以下,同时可保证相同的输入电流质量,且整流装置工作稳定,验证了理论分析的正确性和可行性。

采用移相电抗器的多相整流系统

针对电网中谐波污染日趋严重的问题,介绍了一种采用移相电抗器取代移相变压器、通过移相抑制谐波的方法,该方法不仅可获得与移相变压器相同的移相效果,而且由于移相电抗器与主电路采用串联方式,所需的绕组匝数很少,使得移相电抗器的体积、质量和成本都远小于移相变压器.以12相整流电路为例,给出了具有移相电抗器的多相整流系统的数学模型和仿真方法,阐述了移相角的选取和移相绕组的连接方式.对采用移相电抗器的12相整流系统进行了仿真和实验研究,并与3相整流系统作了比较.仿真和实验结果的电流频谱分析表明,采用移相电抗器的多相整流系统对于电源侧的电流谐波有显著的抑制效果,验证了所提出的带有移相电抗器的多相整流系统数学模型与仿真方法的正确性,证明了该方法在多相整流系统中应用的可行性.

ZVS全桥变换器尖峰抑制器的改进设计

针对输出整流管反向恢复带来的电压尖峰及电磁干扰等问题,设计了一种改进型尖峰抑制器。该尖峰抑制器能够有效抑制寄生振荡,消除尖峰电压,且损耗小。最后设计制作了一台3kW(15V/200A)ZVS全桥变换器,给出了添加尖峰抑制器前后整流管反向电压的对比波形,验证了所提出改进方法的有效性。

回馈式级联型变频器PWM整流控制及其谐波分析

研究了回馈式H桥级联型多电平变换器,利用移相变压器的二次侧漏抗代替PWM整流器的输入电抗器,采用比例积分加谐振(PIR)的调节方法,设计了电网电压定向控制的PWM整流器双闭环控制策略。同时,文中给出了H桥的功率单元拓扑结构、PWM整流器的数学模型及控制策略,对PIR调节器原理、功率单元及网侧电流谐波进行了分析阐述。通过实验,验证了移相变压器消除谐波的作用,以及控制策略对直流母线电压稳定的有效性,实验结果表明PWM整流器及其控制策略在电动机加速、减速过程中,表现出良好的四象限运行性能。

基于PSCAD/EMTDC的24脉波整流器模型研究

研究了24脉波整流器的基本原理和基本结构,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,提出利用自耦变压器和三绕组变压器接线方式实现移相,并建立不同结构下24脉波整流器的模型。仿真结果显示整流波形与谐波与理论一致,模型具有实用价值。

一种改进的零电压零电流倍流整流变换器

提出一种改进型的移相全桥零电压零电流倍流整流变换器。采用变压器和隔直电容串联,滞后桥臂串联二极管,使其超前桥臂实现零电压开通,滞后桥臂实现零电流关断,与滞后桥臂串联的二极管也实现零电流关断,二次侧整流二极管也是自然关断,变换器所有的功率器件都有较大的软开关范围,文中还简单讨论了软开关范围和参数设计。最后,采用峰值电流控制,电压外环、电流内环的控制方案,研制2.5kW的软开关全桥变换器,并给出实验结果。

移相整流变压器三维漏磁场和短路阻抗的数值仿真研究

建立了三维漏磁场和等效电路模型,对移相整流变压器的漏磁场、绕组的感应电流和短路阻抗进行了仿真计算。

一种单相级联H桥整流器电压快速平衡方法

无工频变压器牵引传动系统是实现高速动车组轻量化的有效方式与发展趋势,以解决其前端单相级联H桥整流器(CHBR)直流侧电容电压不平衡问题为研究目标,开展以实现负载严重不对称情况下直流侧电压快速平衡的控制方法研究。分析了已有典型直流侧电压平衡控制方法的缺点,提出了一种基于电压补偿分量注入的单极性载波移相脉宽调制(CPSPWM-VOI)算法,该算法易于扩展到多个H桥级联的情况。与已有典型直流侧电压平衡控制方法对比,该方法具有更快的直流侧电压平衡速度和更强的直流侧电压平衡能力。计算机仿真和半实物实验都验证了该算法的有效性及理论分析的正确性。

新型二十四脉波整流器的谐波问题

针对基于圆形变压器的新型二十四脉波整流器的谐波问题进行了研究。首先,分析了三/十二相圆形变压器应用于二十四脉波整流的原理;然后,在磁动势平衡原理的基础上,对电网侧电流的谐波成分进行了理论和实验研究。实验结果表明:该新型整流器不仅能够提高输出直流电压的品质,还能有效地抑制输入侧的低次电流谐波。

多脉波整流电路在直驱式风力发电中的应用

直驱式风力发电系统的应用越来越广泛,为此有必要对其整流变换部分的实用电路之一,即多脉波整流电路进行研究。该电路拓扑采用两个六脉波整流器串联,并通过移相变压器实现多脉波输出。通过相位补偿,其交流侧可以得到THD<3%的正弦电流。由于电路中只使用无源器件,并且在达到同样性能的前提下,比其他整流电路所用器件少很多,因此降低了整个系统的成本。此外,与其他多脉波整流器相比,可以附加一个额外的低功率谐波注入电路,以进一步提高该拓扑结构抑制谐波的性能。仿真和实验证明,多脉波整流电路具有高功率因数、低谐波特性,非常适合用于直驱式风力发电系统。

新型双18脉波整流器的拓扑结构特性

为了满足对电网谐波治理的要求,提出了一种新颖的双18脉波整流器拓扑结构。首先介绍了其工作原理,然后分析了相移变压器的功能以及消谐原理,推导出进线电源中电流的解析表达式,最后对这种新型的拓扑结构进行了仿真和实验研究。仿真和实验的结果表明,这种双18脉冲整流器不仅能实现36脉波整流的效果,使其满足IEEE Standard 519-1992标准的要求,而且该拓扑结构还可以消除由于制造等原因而造成相移角误差所引起的残留在单个相移变压器中的第5、7等低次谐波。该拓扑结构具有优良的工作性能和良好的工业应用前景。

12脉波不控整流系统中的环流分析

在多相大功率变频调速系统中,通常采用整流桥并联型多脉波不控整流系统抑制整流桥交流侧电流波形畸变,减小输出直流电压脉动,提高整流侧电流等级。然而由于移相变压器次级绕组不匹配等原因,多脉波不控整流系统存在一个直流环流。这里建立了并联型12脉波不控整流系统的平均模型,对移相变压器次级绕组输出电压不相等和次级绕组漏抗不匹配时产生的环流进行分析,实验结果验证了该平均模型的正确性。